电能计量培训课件.ppt

1、一、电能计量装置误差测试方法及设备基本一、电能计量装置误差测试方法及设备基本 原理原理1 1、常用误差测试方法、常用误差测试方法 A A、标准表比较法、标准表比较法 B B、瓦秒法、瓦秒法 C C、同步法、同步法 D D、频闪法、频闪法下面就以上下面就以上4 4种方法分开简易介绍一下种方法分开简易介绍一下1.11.1标准表比较法：标准表比较法：假定标准电度表，误差为零，如果标准表假定标准电度表，误差为零，如果标准表和被式表的常数（和被式表的常数（R/Kw.HR/Kw.H 或或Kw.HKw.H/R/R）相同，）相同，则当被被试表转盘转一圈，标准表也应转一则当被被试表转盘转一圈，标准表也应转一圈。

2、由于被试表存在误差，以其一转表示被圈。由于被试表存在误差，以其一转表示被测表的示数测表的示数 ，而标准表所示转数表示电路里，而标准表所示转数表示电路里的电能，的电能，两者之差为电度表的误差。标准表两者之差为电度表的误差。标准表读数小于被试表转盘数为正误差（被试表读数小于被试表转盘数为正误差（被试表快），反之为负（被试表慢）。快），反之为负（被试表慢）。然而由于被试表和标准表常数往往不相同，然而由于被试表和标准表常数往往不相同，且测试时被试表不一定只取一转，因而应根据且测试时被试表不一定只取一转，因而应根据两只表的常数，及被试表所取转数折算成标准两只表的常数，及被试表所取转数折算成标准表相应转数

3、，一般称为算定转数。表相应转数，一般称为算定转数。被检电度表的相对误差按下试计算被检电度表的相对误差按下试计算 Err=(nErr=(n0 0-n)/n-n)/n100%100%式中式中 n n为标准电度表的实测转数，单位为转。为标准电度表的实测转数，单位为转。n n0 0 算定转数，单位为转。（按照铭牌常数计算定转数，单位为转。（按照铭牌常数计算被检表转算被检表转N N圈时，标准表应该的转数。）圈时，标准表应该的转数。）算定转数算定转数n0 计算如下：计算如下：n n0 0=C=C0 0/C/CX X*N N*K K式中式中 C C0 0、C CX X 分别为标准表和被检表铭牌的常数分别为标

4、准表和被检表铭牌的常数单位为单位为 R/Kw(Kvar).HR/Kw(Kvar).H;N N 为校验时多少圈算一次误差；为校验时多少圈算一次误差；K K 为系数，系数为系数，系数K K 按如下公式计算：按如下公式计算：K=1/KIK=1/KIKUKUKLKLKYKYKJKJ式中式中 KIKI、KU KU 为与标准电度表联用的标准电流为与标准电度表联用的标准电流和标准电压互感器变比。和标准电压互感器变比。KLKL、KY KY 被检电度表铭牌标注的电流和电压互感被检电度表铭牌标注的电流和电压互感器的额定变比。当任何一个互感器也没接时变器的额定变比。当任何一个互感器也没接时变比为时为比为时为1 1。

5、KJ KJ 为接线系数，标准表和被检表接线方式一样为接线系数，标准表和被检表接线方式一样是是 KJ=1KJ=1。采用标准表对比法测试电能误差画面采用标准表对比法测试电能误差画面1.21.2瓦秒法瓦秒法 用瓦特表监视电路里面的功率用瓦特表监视电路里面的功率P P不变，然后不变，然后用秒表测定被检表转动一定圈数所需要的时间用秒表测定被检表转动一定圈数所需要的时间t,t,根据被试表常数计算出根据被试表常数计算出N N转所需的时间转所需的时间T T相比相比较，按下式计算：较，按下式计算：Err=(T-t)/tErr=(T-t)/t 100%100%电度表常数电度表常数C,C,与转盘数与转盘数N N、功

6、率、功率P P、时间、时间T T 之间之间关系如下：关系如下：N=C N=C P P T T时间以秒计算，功率以瓦特计算，可得：时间以秒计算，功率以瓦特计算，可得：T=3600 T=3600 1000 1000 N/C N/C P P 测定误差时，转数测定误差时，转数N N应该保证算定时间应该保证算定时间T T 足足够长，如果够长，如果1.01.0级及其以上电度表不少于级及其以上电度表不少于100s,100s,以保证测试精度。以保证测试精度。1.31.3同步法同步法 用同类型校准的电度表作为标准，与同型用同类型校准的电度表作为标准，与同型号规格的表，比较，启动前，先同步色标。号规格的表，比较，

7、启动前，先同步色标。1.41.4频闪法频闪法 根据均速转动体被闪光频率相应于转动体根据均速转动体被闪光频率相应于转动体每转一次的闪光光源照射，观察者视觉感到转每转一次的闪光光源照射，观察者视觉感到转动体是静止的。如果转速快于闪光可看到转动动体是静止的。如果转速快于闪光可看到转动体向向转得方向缓慢移动，反之则反向移动。体向向转得方向缓慢移动，反之则反向移动。2 2、测试设备的基本原理、测试设备的基本原理 以上几种检测方法中，最具潜力的是第以上几种检测方法中，最具潜力的是第一种标准表比较法目前国内外大部分现代的电一种标准表比较法目前国内外大部分现代的电能标准检测方法就用此种方法。能标准检测方法就用

8、此种方法。目前应用于电能表误差检测的仪器原理框图目前应用于电能表误差检测的仪器原理框图如下：如下：在此图中：在此图中：电参数电参数U U、I I（平时我们说电压（平时我们说电压U,U,电流电流I I泛指泛指有效值，即有效值，即UrmsUrms，IrmsIrms）是通过是通过A/D A/D 采样回采样回来的数据，取单个整个周期内的电压和电流数来的数据，取单个整个周期内的电压和电流数据点作为计算依据根据下式计算：据点作为计算依据根据下式计算：式中：式中：u u 是指电压采样点、是指电压采样点、i i 是指电流采样点、是指电流采样点、N N是指单个正弦周期内采样的总点数。是指单个正弦周期内采样的总点

9、数。P P、Q Q则是通过，同步采样回来的则是通过，同步采样回来的U U和和I I数据点来计数据点来计算，计算如下：算，计算如下：P=Q=P=Q=式中：式中：u_90u_90是指电压偏移是指电压偏移9090度的采样度的采样点、点、i i 是指电流采样点是指电流采样点N N是指单个波形周期内是指单个波形周期内采样的总点数（在此时，要求电压、电流必须采样的总点数（在此时，要求电压、电流必须是同步采样）。是同步采样）。角度则是通过，角度则是通过，P=UP=UI ICOS COS COS=P/(U COS=P/(U*I)I)COS COS 反余弦就可以得到角度反余弦就可以得到角度。二、造成现场校验误差

10、跳动的原因及解决方法。二、造成现场校验误差跳动的原因及解决方法。造成现场误差跳动大的常见原因归纳如下：造成现场误差跳动大的常见原因归纳如下：A A、现场负荷太小，已经在电能表计量测试能力、现场负荷太小，已经在电能表计量测试能力范围之外。范围之外。B B、测试圈数设定太少，而被校表的常数很高，、测试圈数设定太少，而被校表的常数很高，造成脉冲计数不足。造成脉冲计数不足。C C、脉冲采集过程中，对光不好，或者脉冲线被、脉冲采集过程中，对光不好，或者脉冲线被干扰等。干扰等。D D、仪器自动换挡功能打开、内部换档台频繁、仪器自动换挡功能打开、内部换档台频繁E E、现场负荷波动大，仪器和被检表将电流和电、

11、现场负荷波动大，仪器和被检表将电流和电压表现的采样到脉冲输出过程时间不一致引起。压表现的采样到脉冲输出过程时间不一致引起。以上原因中以上原因中E E点是最为普及并且与采用设备能力点是最为普及并且与采用设备能力有关有关 用图说明：用图说明：上图可以看出，在波动负荷下，由于两个设上图可以看出，在波动负荷下，由于两个设备处理时间不一致，导致误差在等负荷时误差备处理时间不一致，导致误差在等负荷时误差小不等负荷时误差大。误差随现场波动而发生小不等负荷时误差大。误差随现场波动而发生跳变。波动越厉害调动也就越厉害。跳变。波动越厉害调动也就越厉害。对于解决方法，就是要求仪器能够适应被检对于解决方法，就是要求仪

12、器能够适应被检表找出被检表处理时间长短，保证每个误差测试表找出被检表处理时间长短，保证每个误差测试周期内是用同时间段内的电能做比对。周期内是用同时间段内的电能做比对。对仪器的要求是，要有设置或者找出被检表对仪器的要求是，要有设置或者找出被检表处理时间长短的功能。这也就要求仪器处理速度处理时间长短的功能。这也就要求仪器处理速度足够快，最好在一个周波末就能计算出电能。足够快，最好在一个周波末就能计算出电能。三、谐波产生原因及计量的要求影响三、谐波产生原因及计量的要求影响3.13.1、谐波产生的原因、谐波产生的原因 电力系统中的主要谐波源可分为两类：电力系统中的主要谐波源可分为两类：一是含半导体的非

13、线性元件，如各种整流设备、一是含半导体的非线性元件，如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、变频器等节能和控变流器、交直流换流设备、变频器等节能和控制用的电力电子设备；制用的电力电子设备；二是含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，二是含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如交流电弧炉及铁磁谐振设备等。随着硅整流、如交流电弧炉及铁磁谐振设备等。随着硅整流、电弧炉及可控硅换流设备的广泛使用和各种非电弧炉及可控硅换流设备的广泛使用和各种非线性负荷的增加，当正弦基波电压施加于非线线性负荷的增加，当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发

14、生了畸变，谐波电流注入到不同，电流因而发生了畸变，谐波电流注入到电网中，造成电压正弦波形畸变，这些设备就电网中，造成电压正弦波形畸变，这些设备就成了电力系统的谐波源。成了电力系统的谐波源。3.23.2、对谐波的限值和对计量的要求：、对谐波的限值和对计量的要求：GB/T 14549GB/T 14549电能质量公用电网谐波电能质量公用电网谐波中明确给出了公用电网谐波电压的限制值如下：中明确给出了公用电网谐波电压的限制值如下：电能表确定基本误差时的条件要求如下：电能表确定基本误差时的条件要求如下：工频整数倍数的谐波波形，对电能计量装置工频整数倍数的谐波波形，对电能计量装置的准确计量产生了较大的影响。

15、的准确计量产生了较大的影响。DL/T 614-1997DL/T 614-1997多功能电能表多功能电能表对谐波影对谐波影响的要求：分别将含有响的要求：分别将含有10%10%的的3 3次、次、5 5次谐波干次谐波干扰源施加在多功能电能表电压线路，最大需量扰源施加在多功能电能表电压线路，最大需量值误差的改变量应不超过值误差的改变量应不超过0.2%0.2%，程序不应紊乱，程序不应紊乱，内存数据不应丢失（测量单元为额定工作状内存数据不应丢失（测量单元为额定工作状态）。态）。电网的高次谐波对电能计量的准确性有影电网的高次谐波对电能计量的准确性有影响，当谐波含量满足国标规定时，误差影响微响，当谐波含量满足

16、国标规定时，误差影响微小，当谐波含量超过国标规定时，无论是电磁小，当谐波含量超过国标规定时，无论是电磁感应式电能表还是全电子式电能表，误差影响感应式电能表还是全电子式电能表，误差影响均较大；即谐波含量愈高影响量越大，电能计均较大；即谐波含量愈高影响量越大，电能计量误差也越大量误差也越大。为了合理计量用户消耗的有功电能，在选为了合理计量用户消耗的有功电能，在选用电量平衡统计和贸易结算电能表时，针对含用电量平衡统计和贸易结算电能表时，针对含高次谐波的线路和用户，不仅要求用户按国标高次谐波的线路和用户，不仅要求用户按国标的要求进行谐波治理，还应选用具有计量谐波的要求进行谐波治理，还应选用具有计量谐波

17、分量电能的多功能电能表。分量电能的多功能电能表。对同一计量点，在谐波超过国标规定时，对同一计量点，在谐波超过国标规定时，采用相同准确级别的全电子式电能表和电磁感采用相同准确级别的全电子式电能表和电磁感应式电能表，计量电能量是有较大差别的；对应式电能表，计量电能量是有较大差别的；对大功率变流设备、电弧炉等产生高次谐波的电大功率变流设备、电弧炉等产生高次谐波的电力负载用户，为了只记录负荷消耗的基波有功力负载用户，为了只记录负荷消耗的基波有功电能，用电磁感应式电能表比用同准确级别的电能，用电磁感应式电能表比用同准确级别的全电子式电能表更合理。当谐波源来自电网时，全电子式电能表更合理。当谐波源来自电网

18、时，前者数值较大；当谐波源是用户时，则情况相前者数值较大；当谐波源是用户时，则情况相反反 。在电网中，无论谐波流向如何，当谐波从在电网中，无论谐波流向如何，当谐波从负载流向电网时，实际上是负载将电网中的基负载流向电网时，实际上是负载将电网中的基波经过滤波和整流后，形成的谐波电流反送回波经过滤波和整流后，形成的谐波电流反送回电网，这是一种电能污染。全电子式电能表将电网，这是一种电能污染。全电子式电能表将负载（谐波源）消耗的基波有功电能和谐波源负载（谐波源）消耗的基波有功电能和谐波源（负载）向电网返送的谐波有功电能（被污染（负载）向电网返送的谐波有功电能（被污染的电能）进行了代数相加，使得记录的能

19、量比的电能）进行了代数相加，使得记录的能量比负载消耗的基波有功电能量还要小，这是全电负载消耗的基波有功电能量还要小，这是全电子式电能表计量原理上的不足之处。子式电能表计量原理上的不足之处。四、常见电量追补方法及用现场校验仪做追补测四、常见电量追补方法及用现场校验仪做追补测试试 在现场计量过程中，如果发生错误接线，计在现场计量过程中，如果发生错误接线，计量设备故障等因素产生电费争议。产生后解决量设备故障等因素产生电费争议。产生后解决方法是电量追补。方法是电量追补。追补方法常用的有如下几种方法：追补方法常用的有如下几种方法：4.1.14.1.1、计算法：又称、计算法：又称“公式法公式法”，即通过电

20、能，即通过电能计量装置工作原理推导出装置正确计量时所计计量装置工作原理推导出装置正确计量时所计电能量电能量 A A与错误计量的电能量与错误计量的电能量A A*比值，推导出比值，推导出电量更正系数电量更正系数K=A/AK=A/A*，即：，即：A=KAA=KA*，其中，其中，K K为为正时，表示电能表补数，正时，表示电能表补数，K K为负值时电能表退为负值时电能表退数。数。计算需采用功率因素时，其取值为正常月份的平计算需采用功率因素时，其取值为正常月份的平均功率因数或其它计量设备正确记录计量差错均功率因数或其它计量设备正确记录计量差错期间的平均功率因数。期间的平均功率因数。4.1.24.1.2、主

21、副表法：主副表法是指在同一个关口、主副表法：主副表法是指在同一个关口计量点装设计量点装设2 2块同等级的关口表，公用同一套块同等级的关口表，公用同一套电压互感器、电流互感器和二次回路。事先指电压互感器、电流互感器和二次回路。事先指定其中一块表作为主表，供电量结算使用，另定其中一块表作为主表，供电量结算使用，另一块表作为副表，其电量参考使用，两块表一一块表作为副表，其电量参考使用，两块表一经指定后就不能随意交换。应定期对同一时间经指定后就不能随意交换。应定期对同一时间段内的主副表电量进行比对校核，一旦超出允段内的主副表电量进行比对校核，一旦超出允许误差就应立即报警，到现场查找原因。许误差就应立即

22、报警，到现场查找原因。如果只有一块表出现超差或故障，则以另一块如果只有一块表出现超差或故障，则以另一块表的电量供结算使用，如果两块表均出现超差表的电量供结算使用，如果两块表均出现超差或故障，则应使用其他方法进行电量追补。这或故障，则应使用其他方法进行电量追补。这种方法适用于只有一块表出现超差或故障的情种方法适用于只有一块表出现超差或故障的情况，不适用于两块表均出现超差或故障的情况况，不适用于两块表均出现超差或故障的情况以及电压互感器、电流互感器和二次回路造成以及电压互感器、电流互感器和二次回路造成的超差或故障的情况。的超差或故障的情况。4.1.34.1.3、母线电量平衡法：这种方法基于母、母线

23、电量平衡法：这种方法基于母线电量平衡的原理。采用母线电量平衡法时，线电量平衡的原理。采用母线电量平衡法时，应在母线各进出线处均装设关口表，当其中一应在母线各进出线处均装设关口表，当其中一块关口表出现超差或故障时，可根据母线电量块关口表出现超差或故障时，可根据母线电量平衡的原理，通过该母线上的所有其它关口表平衡的原理，通过该母线上的所有其它关口表的电量以及母线线损计算电量，可以计算出该的电量以及母线线损计算电量，可以计算出该关口表的追补电量。母线电量平衡法适用于母关口表的追补电量。母线电量平衡法适用于母线各进出线均装设关口表的情况。线各进出线均装设关口表的情况。4.1.44.1.4、线损法：线损

24、法是指在关口线路两、线损法：线损法是指在关口线路两侧各装设一套电能计量装置。事先指定其中一侧各装设一套电能计量装置。事先指定其中一套电能计量装置提供的电量供结算使用，另一套电能计量装置提供的电量供结算使用，另一套电能计量装置提供的电量备用。应定期对同套电能计量装置提供的电量备用。应定期对同一时间段内线路两侧的两套电量进行比对校核，一时间段内线路两侧的两套电量进行比对校核，一旦超出线损允许范围就应立即报警，到现场一旦超出线损允许范围就应立即报警，到现场查找原因，以其中正常的电能计量装置提供的查找原因，以其中正常的电能计量装置提供的电量并考虑线路线损计算电量进行电量追补。电量并考虑线路线损计算电量

25、进行电量追补。这种方法适用范围广，但要求准确计算关口计这种方法适用范围广，但要求准确计算关口计量装置故障期间的线损电量。量装置故障期间的线损电量。4.1.54.1.5、比较法：又称、比较法：又称“估算法估算法”，即在难以推，即在难以推导出电量更正系数的情况下，利用此方法推算导出电量更正系数的情况下，利用此方法推算出需退补的电量值。此方法可为以下几种方式：出需退补的电量值。此方法可为以下几种方式：a a以调度部门电能量采集系统的有关数据为以调度部门电能量采集系统的有关数据为参考，并综合考虑正常时期电力线路同比功率参考，并综合考虑正常时期电力线路同比功率时的计量状况，推算出需退补的电量值；时的计量

26、状况，推算出需退补的电量值；b b以下一级或对侧电能计量装置所计电量，以下一级或对侧电能计量装置所计电量，并考虑相应的损耗等情况；并考虑相应的损耗等情况；c c以计量正常月以计量正常月份电量或同期正常月份电量为基准，以及用户份电量或同期正常月份电量为基准，以及用户值班记录、用电负荷等情况，进行综合考虑，值班记录、用电负荷等情况，进行综合考虑，推算出需退补的电量值；推算出需退补的电量值；d d以更正后的计量装置所计电量（一般为一以更正后的计量装置所计电量（一般为一个抄表周期）为基准，以及用电负荷等情况，个抄表周期）为基准，以及用电负荷等情况，进行综合考虑，推算出需退补的电量值；进行综合考虑，推算

27、出需退补的电量值；e.e.以同一计量装置中其它正确计量单元（设备）以同一计量装置中其它正确计量单元（设备）或以主（付）计量装置正确计量的电量为基准，或以主（付）计量装置正确计量的电量为基准，以及用户值班记录，用电负荷等情况，进行综以及用户值班记录，用电负荷等情况，进行综合考虑，推算出需退补的电量值合考虑，推算出需退补的电量值 4.1.64.1.6、测试法：通过在保持电能计量装置错测试法：通过在保持电能计量装置错误计量的同时，另在该计量回路中按正确接线误计量的同时，另在该计量回路中按正确接线接入一只合格的电能表，并选取具有代表性的接入一只合格的电能表，并选取具有代表性的负载运行计量一段时间，然后

28、用正确接线电能负载运行计量一段时间，然后用正确接线电能表所计电能量表所计电能量A A，除以同时间内错误计量的电，除以同时间内错误计量的电能量能量A A*，推导出电量更正系数，推导出电量更正系数K=A/AK=A/A*，计算出，计算出需退补的电量值。需退补的电量值。现场校验仪来实现测试法测试追补率界面：现场校验仪来实现测试法测试追补率界面：4.24.2、现场校验仪来实现、现场校验仪来实现 追补率测试：追补率测试：现场校验仪来实现更为最为方便、原因有如现场校验仪来实现更为最为方便、原因有如下几点：下几点：接线容易。接线容易。能查看当时错误状况下的电能误差。能查看当时错误状况下的电能误差。通过仪器脉冲

29、线取错误表的脉冲实现错误表电通过仪器脉冲线取错误表的脉冲实现错误表电量累计和仪器本身同步累计进行对比，直接显量累计和仪器本身同步累计进行对比，直接显示追补率。示追补率。在更换完电能表后还能通过仪器模拟原来老的在更换完电能表后还能通过仪器模拟原来老的电能表错误来测算追补率。电能表错误来测算追补率。五、低负荷下实现接线错误检查的意义。五、低负荷下实现接线错误检查的意义。5.15.1、为什么要小电流查线：、为什么要小电流查线：错误接线主要是在新装计量现场或者在更换错误接线主要是在新装计量现场或者在更换新计量设备时发生，并且最容易发生在有新计量设备时发生，并且最容易发生在有PT PT 和和CT CT

30、的高压供电供电高压计量的现场。在新的高压供电供电高压计量的现场。在新现场往往是没有负荷或者负荷不大，表现到计现场往往是没有负荷或者负荷不大，表现到计量回路里面的电流非常小。尤其在没有低压负量回路里面的电流非常小。尤其在没有低压负荷的现场通过电力变压器的空载损耗产生的电荷的现场通过电力变压器的空载损耗产生的电流流CTCT变比后反应到计量回路的电流更小。如果变比后反应到计量回路的电流更小。如果这时需要判断错误接线必须要求设备在很小电这时需要判断错误接线必须要求设备在很小电流下完成查线。流下完成查线。5.25.2、完成查线对仪器的选择、完成查线对仪器的选择 由于么些设备只能检测最小电流能力差、由于么

31、些设备只能检测最小电流能力差、运算能力差，将无法显示或不能正确显示六角运算能力差，将无法显示或不能正确显示六角图，无法完成查线。图，无法完成查线。仪器应该具有内部档位多、能有高倍数放仪器应该具有内部档位多、能有高倍数放大若信号，有高速计算能力（一般是内部有大若信号，有高速计算能力（一般是内部有DSP,DSP,通过数学分析将有用波形从杂乱波形里通过数学分析将有用波形从杂乱波形里面提取出来面提取出来)这样在小电流状态下能够正确显这样在小电流状态下能够正确显示各电压同电流之间电流和电流之间的真实相示各电压同电流之间电流和电流之间的真实相位那么就能准确快速完成错误接线。位那么就能准确快速完成错误接线。谢谢！珠海XX科技有限公司